全球变化下地表反照率研究进展

地表反照率表征地球表面对太阳辐射的反射能力,决定着地表与大气之间辐射能量的分配过程,是影响地球气候系统的关键变量。在全球变化日益突出的今天,地表反照率与全球变化的相互影响机制已经成为地球科学研究领域的热点问题之一。地表反照率的细微变化,会影响到地气系统的能量收支平衡,进而引起区域以至全球气候变化。详细介绍地表反照率影响...     

基于过程对象的地表覆盖变化时空过程表达模型

时空过程表达是时空数据分析、规律发掘等研究热点的基础。本文从土地利用/地表覆盖变化(land use/cover change,LUCC)时空数据分析和规律发掘应用角度出发,提出了一种基于过程对象的时空过程表达模型,阐述了该模型的时空过程判定方法和存储管理方法。该模型将地表覆盖斑块看作时空对象,将斑块自身变化和相互转化以对象时空过程的形式表达;通过时空过程的组合来表达空间范围更广的时空变化,使斑块变化与景观格局总体变化联系起来。该模型可用于面状地理实体的时空演变模拟和变化规律挖掘等。通过对黑龙江大兴安岭地区地表覆盖时空过程对象的建立、检索与分析,验证了模型的有效性。     

末次间冰期全球地表温度变化及物理机制的模拟研究

本研究基于第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的末次间冰期模拟试验(lig127k)与工业革命前参照试验(piControl)数据, 利用气候反馈响应分析方法, 揭示了地球轨道参数改变引起的全球地表温度变化及其关键过程和机制。5个模式的分析结果表明: 1)与piControl相比, lig127k试验中地球轨道参数的改变主要影响了大气层顶入射太阳辐射的季节性差异, 其中北半球冬季大气层顶入射太阳辐射明显减少, 全球平均为-19.60W/m², 而夏季则显著增加, 为20.42W/m², 全年平均变化较小, 仅为-0.06W/m²; 2)lig127k的地表温度也表现为冬季(夏季)显著的降低(升高), 其中北半球冬季全球平均降温-0.61 K, 夏季增温0.67 K; 3)从物理过程分解来看, 北半球冬季(夏季)的降温(增温)均主要来自大气层顶入射太阳辐射的贡献, 其次来自水汽的正反馈贡献, 而云辐射效应则抵消了大部分降温(增温); 4)与工业革命前时期相比, 在末次间冰期, 海陆热力对比在北半球显著加强, 而在南半球显著减弱, 其中起正贡献的主要过程为陆地/海洋热输送和云辐射效应, 而太阳辐射强迫效应和地表湍流热通量则是主要的负贡献项。

     

全球海面变化的两极冰盖模型

在Clark等(1976)提出的在粘弹性地球上全球海面变化的数值模型和笔者(1992)提出的一极冰盖质点模型的基础上,考虑冰盖在两极的实际分布,建立两极冰盖质点分布的数理模型。计算结果表明,一极模型中海面变化的的极值区在S极,而两极模型中海面变化极值区在南半球的中纬度地区。     

应用灰色系统模型预报水质变化

本文应用地下水的污染质单离子浓度实际资料，介绍灰色理论GM（1，1）模型在地下水水质变化预报中的可能性，并给出两种参数白化微分方程的求解方法，克服了逆矩阵计算上的困难。     

根据钻孔温度推测几个世纪以来地表温度变化的趋势

根据现在钻孔的温度,应用多参数估计技术（ＦＰＥ）可以推测出过去地表气温变化的信息。综合实验表明,在一定的噪声范围内,ＦＰＥ技术从钻孔温度记录中离出几个世纪以来地表气温变化趋势的有用信息;同时这项技术还可在时间和空间上得到简单的图示并与反演结果进行对比。在位于美国东北部和加拿大东南部的地方取１１个点,通过分析１７个钻孔温度的剖而来说明这项技术,所利用的是几个世纪以来温度变化所形成的五斜面模型。     

地球内核快速旋转的发现与全球变化的轨道效应

科里奥利效应是产生内核快速旋转的主要原因。科氏力使上升物质向西漂移，下降物质向东漂移；造成地球外层自转减速，地球内层自转加速。所以，自旋体中的垂直运动可以产生大规模的水平运动——圈层差异旋转。地震波测量结果表明，内核旋转速度每年比地壳地幔快１°。对于一个内核差异旋转的地球，太阳辐射不仅形成地磁场的内外磁尾和地壳与内核的反向振动，而且影响核幔角动量交换和电磁耦合，从而控制了地球内能的释放，形成天文周期与地质旋回的一一对应关系。地球轨道和太阳轨道的全球变化响应，为太阳辐射量变化控制地球内能释放提供了证据     

全球气候变化对中国未来地表径流的影响

本文应用改进的水分平衡模型研究了不同气候变化情景下中国未来地表径流的变化。结果表明:基于不同的气候变化情景模拟所得的地表径流变化在空间上有差异,总体上,中国未来的地表径流将增加;长江上游地区的地表径流春季下降但在夏季增加,而下游地区的则相反,夏季径流下降而春季径流剧增;气溶胶对地表径流变化方面有影响,但在各个气候变化情景下缺乏一致性。     

空间对地观测与全球变化的人文因素

地球空间信息科学技术是大有作为的科技领域之一。空间遥感、地理信息系统、卫星定位及其与通信、网络技术的集成正以地球系统作为研究对象，为人们研究地球，特别是人与自然的和谐、人口资源环境的协调和社会的可持续发展提供了前所未有的手段，开拓了崭新的途径。在对国际空间遥感信息技术和空间信息的特点和发展趋势进行科学判断的基础上，分析了对地观测与人文因素的关系，提出了建立国家对地观测系统，发展空间信息技术的战略设想。     

全球变化科学的进展

全球变化科学对揭示和理解人类赖以生存的地球系统运转的机制、变化规律及人类活动对地球表层环境系统的影响具有重要的意义。从深海氧同位素曲线的建立与米兰科维奇理论的发展、高分辨率冰芯记录的研究、短周期气候变化、突变事件的发现、南北半球古气候对比的研究以及我国学者对过去全球变化研究的贡献等角度论述了地球环境变化历史的研究进展；并在对温室效应和全球气候变暖、臭氧洞、土地利用和土地覆盖的变化以及水资源等研究和现代观测资料分析的基础上，阐述了人类活动对地球环境的影响；提出了当前全球变化科学研究的发展趋势以及在新世纪全球变化科学所面临的挑战。     

数字地球及其在全球变化研究中的应用前景

本文介绍了对“数字地球”的不同学术理解和当前国内外数字地球发展重点领域或方向,展望了“数字地球”在全球变化研究中的应用前景,指出在第四纪环境演变研究中要重视广泛应用对地观测技术,建立数据库,进而阐明全球变化的区域响应过程,揭示区域和全球变化过程中人与自然在其中的作用程度,为可持续发展模式的建立提供科学依据。     

中国全球变化研究能力评价

强调了能力建设在全球变化研究中的重要意义，分别从研究队伍与资助单位，国家重点开放实验室，观测台站网络，数据库建设，遥感和地理信息系统，海洋观测与信息系统等方面总结了中国全球变化研究的能力建设情况，分析了全球变化组织协调与能力建设方面存在的问题，提出了有关对策建议。     

新生代构造抬升对地表化学风化和全球气候变化的影响

全球新生代构造抬升 ,特别是南亚喜马拉雅青藏高原和南美安底斯山脉和Altiplano高原在新生代的抬升对地表化学风化和全球气候变化产生了重要影响。它对地表化学风化的影响主要表现为引起造山带地区化学风化能力的提高 ;而它对全球气候变化的影响则主要表现在两个方面 ,一是直接的物理影响 ,即通过对大气和海洋循环的影响来对大气变化产生作用 ;一是通过对地表硅酸盐岩石的化学风化造成大气CO2 变化和全球温度的改变 ,从而对气候变化产生间接的生物化学效应。目前看来 ,新生代构造抬升造成的大气CO2 浓度减少是造成全球新生代气候变冷的重要原因。这已得到了近 10年来计算机大气环流模型 (GCMs)数值模拟和野外实验研究的支持 ,但在关于地表化学风化的主要控制因素 ,以及海洋Sr同位素是否可作为反映地表化学风化速率变化的替代性标志和气候变化反馈机制等方面 ,还需要作进一步研究。     

Cokriging法中孔隙度面函数和间隔传播时间面函数的模拟

将密集的地震数据与钻井地球物理测量数据结合可以细致地预测孔隙度的空间分布.对此,Cokriging地质统计逼近法提供了较有效的方法.如何把区域上密集的地震勘探信息与钻井地球物理测量信息有机地联系在一起,是实现Cokriging法的关键问题.本文试图利用区域上已知稀疏井的孔隙度数据与储层中地震波间隔传播时间的空间相互依赖关系,构造特定相关结构的双变量随机过程{φ(r),T(r)},亦即构造孔隙度面函数和储层间隔传播时间面函数,为进一步应用Cokriging法预测孔隙度空间分布奠定基础.     

全球变化与地表参数的定量遥感

从全球变化研究对遥感获取地表时空多变要素信息的需求 ,论述定量遥感中对地表多尺度空间信息作地学描述的新思路和新方法。在分析了变差图描述方法的特点及其不足的基础上 ,提出了直方变差图的概念 ,通过定义驻点和边界点 ,尝试采用直方变差图分解的方法分析地物空间分布规律 ,并通过一个实验对此方法进行了说明。进而基于对地表空间分布信息的提取 ,将可见光、近红外波段遥感信息用于热红外遥感的地温反演 ,利用地表空间结构和大气温度空间分布模式的差异 ,将热红外遥感图像分为地表贡献和大气贡献两部分 ,通过空间相关性分析 ,寻求从热红外遥感图像中直接分离出大气的空间分布模式的方法 ,以解决地温反演中面临的困难。已有的研究结果说明了在全球变化和定量遥感研究中 ,对地表多尺度空间变化信息作简洁的地学描述的必要性及其重要的应用意义。     

全球变化中土壤信息系统的研究进展

地理信息系统（GIS）支持下的土壤信息系统（SIS）在评价土地生产能力、土地退化的现状、速率和风险以及全球变化研究中具有重要意义。简述了国内外SIS的研究进展,包括FAO世界土壤图的出版和修正、数字化世界土壤资源数据库（SDB）的建立、土壤—土地数字化数据库（SOTER）在全世界的进展、世界土壤排放清单（WISE）的发展以及美国和我国的SIS进展情况。在此基础上简介了土壤属性空间变异性的研究方法———地形分析和地质统计学,并指出地质统计学与GIS的结合将是未来的发展趋势。     

全球变化研究进展与展望

文中主要从以下 4个方面简要介绍了国内外全球变化研究进展与展望 :(1)国际全球变化研究进展与全球变化结构的重大调整 ;(2 )中国全球变化研究进展 ,包括我国全球变化研究的国际性贡献 ,国内全球变化研究队伍和研究设施的基本情况等 ;(3)中国 (中国科学院、国家科学技术部、国家自然科学基金委员会 )已经启动和即将启动的与全球变化研究有关的项目或行动计划 ;(4 )中国全球变化研究未来展望。     

关于中国全球环境变化人文因素研究发展方向的思考

人类如何合理地管理"地球生命支撑系统",以满足人类对可持续发展的追求,是全球环境变化GlobalEnvironmentalChange ,GEC）研究必须回答的问题。国际全球环境变化人文因素计划（Interna t ionalHumanDimensionsProgramm eonGlobalEnvironmentalChange,IHDP）侧重于全球环境变化的人文因素（HumanDimensionsofGlobalEnvironmentalChange,HDGEC）研究方面。在对国际HDGEC研究发展大势进行科学判断的基础上,概述了中国HDGEC研究进展,分析了中国HDGEC研究面临的挑战和机遇,探讨了我国HDGEC研究的未来发展走势。展望未来,我国HDGEC研究应立足国情,着眼全球,把握趋势与时机,在重大研究问题、能力建设等方面有所发展、突破。